人工智能課進高中:現在不做兩年後就來不及了
2018年11月23日01:56

  見習記者 沈玉姍 上海報導

  導讀

  儘管對於是否將人工智能納入教學體系,當下各界尚有爭論。但在國際競爭日益激烈的環境下,中國教育界要抓緊時間,站在人工智能發展的最前沿。

  11月20日,複旦大學信息科學與工程學院2016級研究生李喜像往常一樣,來到上海一所實驗性示範性高中。每週,他都會為那裡的學生帶來一堂人工智能實驗課。

  課堂上,學生先體驗一番諸如“掃瞄喵星人識別種類”、“語音識別控製智能家居”等“黑科技”,繼而學習編寫代碼,最終自己親手完成類似的AI項目。

  這些實驗課都基於李喜與團隊開發的一套人工智能教學實驗平台,該平台提供40多個圖像識別等基礎理論實驗以及100多個智能硬件實驗。在今年的全國雙創周上海分會場,李喜的這一創業項目引得諾貝爾獎得主費林加教授駐足提問,獲其評價“能幫助學生提高創新力”。

  去年7月,國務院印發《新一代人工智能發展規劃》,提出要實施全民智能教育項目,在中小學階段設置人工智能相關課程,逐步推廣編程教育,鼓勵社會力量參與寓教於樂的編程教學軟件、遊戲的開發和推廣。

  今年4月,由商湯科技、華東師範大學慕課中心和六所上海知名高中的優秀教師共同編著的《人工智能基礎(高中版)》正式發佈,這是全球第一本人工智能教材,也是國內中等教育體系首次引入AI教材,華師大二附中、清華附中等全國40所學校也同時成為首批“人工智能教育實驗基地學校”。

  上海一所市重點高中副校長向21世紀經濟報導記者表示,人工智能將是社會未來發展的最主要方向之一,發展人工智能並引領教學方向在全球範圍內得到共識。不過,在一些教育界人士看來,我國中小學生計算機基礎薄弱、有待夯實,以編程為代表的基礎教學將是未來一個階段內中小學開展信息技術教育工作的重心。

  人工智能課教什麼

  “最開始提出人工智能高中教育,大家都很懵,不知道到底上些什麼內容。”上海市敬業中學科技總輔導員周智敏老師告訴記者。

  《新一代人工智能發展規劃》發佈之前,國內大部分中小學並未配備相關教材和專業教師隊伍,一時之間需求得不到滿足,各校紛紛先期試水,做法不一。

  李喜的團隊在今年5月接下了第一個學校客戶,為上海楊浦某市重點高中一二年級科創班同學試點上課。相關的項目啟動、技術儲備等工作則從去年9月就開始了,包括設計解決方案、搭建實驗平台和配備相應軟硬件。

  全球第一本人工智能高中教材也於同期萌芽,商務印書館提出希望和商湯科技合作編寫一部中學版人工智能教材。去年10月,第一次教材工作會議在華東師範大學舉行。會上組建了教材團隊,由商湯科技和香港中文大學團隊負責教材內容的設計撰寫,上海六所市重點中學相關教師提供指導意見和反饋。

  在商湯科技教育事業部總經理尚海龍看來,人工智能課教什麼可以歸結為八個字:耳聰目明、心靈手巧。耳聰指語音識別、目明指圖像處理類技術,最終令機器具備人類心智和解決問題的能力。

  據此,商湯科技方面在初稿階段擬定了涉及圖像分類、語音識別和生成類型等七個主題章節,由香港中文大學教授林達華帶領多名一線科學家負責撰寫,並在市重點高中教師團隊的意見反饋中幾經修改、“難度降維”。

  儘管如此,在學校和家長方面看來,商湯科技費力編寫的這本教材仍有較大的進步空間。某市重點高中信息科技教師認為,教材後半部分涉及的數學理論、神經網絡等內容已經超出了高中階段的知識體系。此外,理論知識佔比太高,動手實踐相對缺乏,在高中實際操作起來難度不小。

  熟悉國內基礎教育系統的學生家長毛女士也對教材難度略有微詞。在其看來,教材與工業界聯繫固然緊密,但如果與中小學生目前普遍在用的MIT Scratch、Arduino等編程、硬件平台結合來看,“二者之間存在很大一塊知識缺口”。

  不過,獲悉同一套初中、小學版教材正在著手編寫後,毛女士已經試圖通過多種途徑提前預訂,“女兒正在上小學,想看看將來打算怎麼教”。

  尚海龍表示,商湯科技的初衷是寫出一本既與中國實際教育場景深度結合,又能全面開啟人工智能思維的教學讀物。儘管對於是否將人工智能納入教學體系,當下各界尚有爭論。但在國際競爭日益激烈的環境下,中國教育界要抓緊時間,站在人工智能發展的最前沿。

  “以AI為中心的STEAM教育已經成為矽穀,乃至美國素質教育的新標準。科技不是在平地走出來的,要在巨人的肩膀上跨越。”尚海龍說。

  重點是加強編程教育

  各國都在比拚AI教育。

  今年3月,法國宣佈在2022年前投資18億美元,用於人工智能研究及相關教育投入。4月,歐盟提出,要在2020年前帶動社會AI總投資達到200億美元。

  美國則早早打出了組合拳。早在2016年10月,美國白宮發佈了一份名為《時刻準備著:為了人工智能的未來》的政策研究報告,時任總統奧巴馬更是連續兩年為“編程一小時”教育宣傳活動站台。

  目前,對比中美編程教育接受程度,美國每10個學生中有6個具備編程能力,中國僅為0.5個。美國政府計劃,在十年內培養十萬名編程教師,普及中小學生編程教育。

  中國教育界也在加快建設AI人才培養高地。4月,教育部下發《高等學校人工智能創新行動計劃》,提出到2020年建立50家人工智能學院、研究院或交叉研究中心。商湯科技方面推算,到2020年,全國人工智能專業的招生人數會超過3萬人,加上屆時新高考改革進一步釋放的高校自主招生名額,計算機和人工智能將被更多高校納入綜合評價範疇。

  “敞口大、需求廣,相應地我們就做好銜接工作。”尚海龍坦言,商湯科技做教育的目的之一也是為企業輸送人才,頂尖的人工智能好手在全球範圍都屬於稀缺人才。對於家長而言,“則應提前考慮孩子未來的培養和就業方向,到2020年再抱佛腳,很多事情就來不及了”。

  高中人工智能課究竟應該怎麼上?校企多方皆認同,應以實踐為導向,以實際應用為主線,以具體的實驗和任務,引入適合中學生接受的基礎知識和基本算法。“關鍵是將技術教授融入實際應用場景,讓學生共同完成一個project。”前述市重點高中副校長稱。

  周智敏提出了以開源硬件程式設計為主要內容、以機器人等AI相關活動競賽為載體,在高一信息科技必修課的基礎上,通過特色拓展課、學生社團等形式進行的人工智能教育教學。今年9月,該校高二科創班學生開始學習以單片機為核心的智能駕駛小車開發。

  記者在課堂現場看到,學生圍繞“小車擊打乒乓球”的分任務組成三人小組,先後完成硬件組裝、程式算法編寫以及後期調試,最終在教室後方約1平方米的活動區域內,沿途完成4個乒乓球的擊球任務,擊球成功次數最多、完成速度最快的即為最優方式。

  計算機專業出身的周智敏認為,當前,人工智能教育落實到中小學階段,工作重點仍應在於加強編程教育、夯實基礎知識。“許多孩子進入高中時,在編程方面基本都是一張白紙,平均每個班級學過程式設計的學生不會超過兩名,這樣的基礎如何開展人工智能學習?”

  懂人工智能的師資隊伍十分搶手。毛女士告訴記者,國內中小學大多隻在每個年級配備1-2名信息技術教師,“一旦出現老師崗位調動,對學校在科創方面的正常教學、競賽名次都會帶來較大影響。”

  商湯科技為此內部組建了教師培訓團隊,由80多名優秀的一線科學家組成,其中不乏港科大航空系博士、前微軟Bing開發總監、發表過IEEE論文的北大高材生等,並已在全國各地陸續培訓了450多位一線高中教師。

  “教材的銷售工作主要由出版社負責,與商湯科技關係不大。我們的主要任務是繼續修訂教材、搭建教學平台、培訓好教師隊伍。”尚海龍說。(編輯:王峰)

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